JP4058265B2 - カラー画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、カラー複写機やカラープリンタ等のカラー画像形成装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から複数の像坦持体を形成する感光体ドラムを一列に並べた所謂インライン方式と称するカラー画像形成装置がある。これは、複数のローラで張架された静電転写ベルトにより転写材を担持搬送しつつ、転写材の搬送路に沿って配置された４個の感光体ドラムにより、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックからなるトナー画像をシート上に順次転写し、各色の重ね合わせによりカラー画像を形成するものである。
【０００３】
この構成は、プリントを高速に行うことができるため近年注目されている。
【０００４】
しかしながら、４個の感光体ドラムにより夫々の色が形成されるため、１つの感光体ドラムに対して各色毎に４つの搬送パスを経由して色を重ねる構成（以下、単に「４パス方式」という）のカラー画像形成装置に比べて、感光体ドラムの回転駆動に関してはより一層の精度が要求される。
【０００５】
即ち、一般に感光体ドラムの駆動には歯車列が採用されており、歯車１回転成分等の低い周波数の回転ムラが必ず発生するが、４パス方式の場合、駆動歯車列の減速比を整数の組み合わせとすることで歯車の累積ピッチ誤差等を回避し、各色の作像位置を合わせることが可能である。
【０００６】
しかしながら、インライン方式の場合、複数の感光体ドラムが独立しているため、駆動歯車列も独立となり、前述した４パス方式のような回避策が困難であり、各色の作像位置が、ずれることによる色ずれという画像品質の低下が生じ易い。
【０００７】
従来、色ずれの対策として、感光体ドラムの角速度を検出したり、転写材に転写した画像を読み込んだりして速度ムラを検出し、速度ムラを相殺するようにモータの回転を制御する対策や、特開平９−１４６３２９号公報、特開平１０−３３３３９８号公報等に開示されているように、夫々の感光体ドラムの回転位相を望ましい状態に合わせることにより相対的な色ずれを減少させる方策が講じられていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来例においては、感光体ドラムを形成する像担持体の駆動が複数の歯車を介する減速系であり、速度ムラには感光体ドラム１回転周期の成分の他に、中間歯車の１回転周期の成分等が含まれる複雑な速度波形となる。そのため、高精度な速度ムラ検出手段やモータ制御が必要となり、感光体ドラムの位相を合わせても、中間歯車の影響等が残り、像担持体１回転周期の駆動むらを検出するには、積分などの複雑な演算処理を行わなければならず、ＣＰＵやメモリの負担が大きかった。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みて成されたもので、容易に像担持体（感光体ドラム）の角速度ムラを検出することができ、夫々の像担持体の回転位相を調整できるという簡単な方法で色ずれを大幅に減少させ得るカラー画像形成装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【００１１】
（１）トナー画像が形成される像担持体及び前記像担持体に形成されたトナー画像を転写材担持体に担持される転写材に転写する転写手段を含む像形成手段を各色に対応して複数有し、前記複数の像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整することにより各色の画像間の位置ずれを補正するカラー画像形成装置であって、前記転写材担持体に、基準となる色の第１のパターンと前記基準となる色の比較対象となる色の第２のパターンとを、前記第１のパターン及び前記第２のパターンが副走査において同一の位置となるように、第１像形成手段及び第２像形成手段の夫々に形成させるパターン形成手段と、前記転写材担持体に形成された前記第１及び第２のパターンを検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づき、前記第１像形成手段により形成された第１のパターンと、前記第２像形成手段により形成された第２のパターンとの位置ずれ量を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づき、前記第１及び第２像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整する回転位相調整手段と、を有し、前記検出手段は、前記第１像形成手段の像担持体の位相角に対する前記第２像形成手段の像担持体の回転位相について、複数通りの条件で形成された前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出し、前記演算手段は、前記複数通りの条件で形成された前記第１のパターンと前記第２のパターンとの検出結果に基づき、前記位置ずれ量を演算することを特徴とするカラー画像形成装置。
（２）トナー画像が形成される像担持体を含む像形成手段を各色に対応して複数有し、前記複数の像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整することにより各色の画像間の位置ずれを補正するカラー画像形成装置であって、基準となる色の第１のパターンと前記基準となる色の比較対象となる色の第２のパターンとを、前記第１のパターン及び前記第２のパターンが副走査において同一の位置となるように、第１像形成手段及び第２像形成手段の夫々に形成させるパターン形成手段と、前記パターン形成手段により形成された前記第１及び第２のパターンを検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づき、前記基準となる色で形成された第１のパターンと、前記比較対象となる色で形成された第２のパターンとの位置ずれ量を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づき、前記第１及び第２像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整する回転位相調整手段と、を有し、前記検出手段は、前記第１像形成手段の像担持体の位相角に対する前記第２像形成手段の像担持体の回転位相について、複数通りの条件で形成された前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出し、前記演算手段は、前記複数通りの条件で形成された前記第１のパターンと前記第２のパターンとの検出結果に基づき、前記位置ずれ量を演算することを特徴とするカラー画像形成装置。
（３）トナー画像が形成される像担持体を含む像形成手段を各色に対応して複数有し、前記複数の像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整することにより各色の画像間の位置ずれを補正するカラー画像形成装置の制御方法であって、基準となる色の第１のパターンと、前記基準となる色の比較対象となる色の第２のパターンとを、前記第１のパターン及び前記第２のパターンが副走査において同一の位置となるように、第１像形成手段及び第２像形成手段の夫々に形成させるパターン形成工程と、前記パターン形成工程において形成された前記第１及び第２のパターンを検出する検出工程と、前記検出工程における検出結果に基づき、前記基準となる色で形成された第１のパターンと、前記比較対象となる色で形成された第２のパターンとの位置ずれ量を演算する演算工程と、前記演算工程における演算結果に基づき、前記第１及び第２像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整する回転位相調整工程と、を含み、前記検出工程では、前記第１像形成手段の像担持体の位相角に対する前記第２像形成手段の像担持体の回転位相について複数通りの条件で形成された前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出し、前記演算工程では、前記複数通りの条件で形成された前記第１のパターンと前記第２のパターンとの検出結果に基づき前記位置ずれ量を演算することを特徴とするカラー画像形成装置の制御方法。
【００１７】
即ち、本発明の構成によれば、無端ベルト上に形成された位置ずれ検出用パターンを、紙搬送方向に対して、基準色パターンと対称となる等しい位置に配置し、基準色に対しての検出色の位置ずれ量を検出しているため、前記無端ベルトに起因する駆動むらを除去することができる。
【００１８】
また、前記無端状ベルトに起因する駆動むら以外にも感光体ドラムや現像器を駆動するモータや歯車の１回転また１歯成分等、検出精度を悪化させる要因がある。これらの要因を除去するために、位置ずれ検出用パターンのピッチを前記駆動むらの要因の整数倍にし、さらに移動平均化処理を組み合わせて行うことにより、より検出精度を向上させることができる。上記検出結果により算出された基準色に対する検出色の位置ずれ量の振幅と位相情報の簡単な情報のみで位相調整を実行することができ、色ずれを低減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
（１）光学部と像坦持体等を有する複数の画像形成部と、前記複数の画像形成部を順次通過する無端ベルトを形成する搬送手段上、又は、該搬送手段上に載置／搬送される記録材上に、形成された画像を転写する複数の転写手段と、前記搬送手段上に位置ずれ検出用のパターンを形成するパターン形成手段と、前記搬送手段上に形成された位置ずれ検出用のパターンを検出する位置ずれ検出手段と、前記像担持体の回転位相を調整する位相調整手段と、を有するカラー画像形成装置であって、前記位置ずれ検出手段は、１つの検出部で基準色を、他の検出部で検出色を同時に検出できるように検出用パターンを配置し、前記位置ずれ検出用パターンの検出を行い、この検出結果から、基準色に対する検出色の位置ずれ量を演算する演算手段を備えたカラー画像形成装置。
（２）前項（１）に記載のカラー画像形成装置において、前記位相調整手段は、基準色に対して像坦持体の回転位相を固定し、基準色に対する検出色に対して像担持体の回転位相を所定の角度ごとに調整し、基準色に対する検出色の位置ずれ量を像担持体の駆動むらの少なくとも１周以上を検出サイクルとし、これらの位置ずれ量の振幅と検出角度情報を基に、振幅が最小となる回転位相を最適位相と判断し、像担持体の回転位相を最適位相と判断された位相関係に調整するカラー画像形成装置。
（３）前項（１）に記載のカラー画像形成装置において、前記位相調整手段は、基準色に対する像担持体の回転位相を粗調整し、各位相の位置ずれ検出を行い、粗調整検出結果を利用し、粗調整より細かく回転位相を調整し、各位相の位置ずれ検出を行い、最適位相を検出するカラー画像形成装置。
（４）前項（１）に記載のカラー画像形成装置において、前記位置ずれ検出用パターンは、ライン間ピッチを像担持体及び現像駆動を回転させているモータ及び歯車に起因する駆動むら周期の整数倍に配置しているカラー画像形成装置。
（５）前項（１）に記載のカラー画像形成装置において、前記位置ずれ検出用パターンは、移動平均化処理をするピッチを像担持体及び現像駆動を回転させているモータ及び歯車に起因する駆動むら周期の整数倍になるように構成したカラー画像形成装置。
（６）光学部と像坦持体等を有する複数の画像形成部と、前記複数の画像形成部を順次通過する無端ベルトを形成する搬送手段上、又は、該搬送手段上に載置／搬送される記録材上に、形成された画像を転写する複数の転写手段と、前記搬送手段上に位置ずれ検出用のパターンを形成するパターン形成手段と、前記搬送手段上に形成された位置ずれ検出用のパターンを検出する位置ずれ検出手段と、前記像担持体の回転位相を調整する位相調整手段と、を有するカラー画像形成装置の画質調整システムであって、前記位置ずれ検出手段は、１つの検出部で基準色を、他の検出部で検出色を同時に検出できるように検出用パターンを配置し、前記位置ずれ検出用パターンの検出を行い、この検出結果から、基準色に対する検出色の位置ずれ量を演算する演算手段を備え、前記位相調整手段は、基準色に対して像坦持体の回転位相を固定し、基準色に対する検出色に対して像担持体の回転位相を所定の角度ごとに調整し、基準色に対する検出色の位置ずれ量を像担持体の駆動むらの少なくとも１周以上を検出サイクルとし、これらの位置ずれ量の振幅と検出角度情報を基に、振幅が最小となる回転位相を最適位相と判断し、像担持体の回転位相を最適位相と判断された位相関係に調整し、また基準色に対する像担持体の回転位相を粗調整し、各位相の位置ずれ検出を行い、粗調整検出結果を利用して粗調整より細かく回転位相を調整すると共に、各位相の位置ずれ検出を行って最適位相を検出し、またライン間ピッチを像担持体及び現像駆動を回転させているモータ及び歯車に起因する駆動むら周期の整数倍に配置し、また移動平均化処理をするピッチを像担持体及び現像駆動を回転させているモータ及び歯車に起因する駆動むら周期の整数倍になるように構成したカラー画像形成装置の画質調整システム。
即ち、本発明の構成によれば、無端ベルト上に形成された位置ずれ検出用パターンを、紙搬送方向に対して、基準色パターンと対称となる等しい位置に配置し、基準色に対して の検出色の位置ずれ量を検出しているため、前記無端ベルトに起因する駆動むらを除去することができる。
また、前記無端状ベルトに起因する駆動むら以外にも感光体ドラムや現像器を駆動するモータや歯車の１回転また１歯成分等、検出精度を悪化させる要因がある。これらの要因を除去するために、位置ずれ検出用パターンのピッチを前記駆動むらの要因の整数倍にし、さらに移動平均化処理を組み合わせて行うことにより、より検出精度を向上させることができる。上記検出結果により算出された基準色に対する検出色の位置ずれ量の振幅と位相情報の簡単な情報のみで位相調整を実行することができ、色ずれを低減することができる。
以下に、本発明に係るカラー画像形成装置及びその制御方法の実施の形態を説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る実施例１におけるカラー画像形成装置の要部構成を示す縦断面図、図２（ａ）は、感光体ドラムの駆動部／駆動伝達部の要部構成を示す斜視図、（ｂ）は、感光体ドラムの駆動部／駆動伝達部の要部構成を示す断面図、図３は、感光体ドラムの駆動部と制御系の要部構成を示す説明図、図４は、制御前の各色の色ずれの状態を表した説明図、図５は、感光体ドラムを回転駆動する歯車の位相を検出した信号の状態を表す説明図、図６は、感光体ドラムの位相制御後の各色の色ずれを解消した状態を表した説明図、図７は、位置ずれ検出用パターン及びその配置例を表す説明図、図８（ａ）、（ｂ）は、感光体ドラム以外の駆動むらをキャンセルしたときの基準色に対する位置ずれ量を表した説明図、図９は、感光体ドラムの回転位相を変化させたときの位置ずれ振幅の変化を表した説明図、図１０は、本発明に係る実施例２におけるカラー画像形成装置の形態の要部構成を示す断面図である。
【００２１】
（実施例１）
図１において、カラー画像形成装置１００は、図１の上下方向に直線状に並設された像担持体となるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の４個の電子写真感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ（以下、単に「感光体ドラム１」という）を備えており、各感光体ドラム１に対向して静電吸着により転写材Ｓを吸着して担持搬送する転写材担持体となる転写材搬送ベルト（無端ベルト）１１が配置されている。
【００２２】
夫々の感光体ドラム１は、該感光体ドラム１の回転軸となるドラム軸に固定された、詳しくは後述する第１の係合部材となるカップリング３６と該カップリング３６に係合して連結される第２の係合部材となるカップリング３３側の歯車１８に駆動源となる図示しない駆動モータから回転駆動力が伝達されて図１の反時計方向に回転駆動される（図２（ａ）、（ｂ）参照）。
【００２３】
各感光体ドラム１の周囲には、その回転方向上流側から順に、感光体ドラム１の表面を均一に帯電するための帯電手段となる一次帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ（以下、単に「一次帯電器３」という）が配され、一次帯電器３により一様に帯電された感光体ドラム１の表面に画像情報に基づいてレーザビームを照射して静電潜像を形成する露光手段４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ（以下、単に「露光手段４」という）が配置されている。
【００２４】
さらには、静電潜像が形成された感光体ドラム１の表面に各色のトナーを付着させてトナー画像として顕像化する現像手段５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ（以下、単に「現像手段５」という）、転写後の感光体ドラム１の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ（以下、単に「クリーニング手段６」という）が配置されている。
【００２５】
感光体ドラム１と一次帯電器３、現像手段５及びクリーニング手段６は一体的にカートリッジ化されたプロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ（以下、単に「プロセスカートリッジ７」という）として装置本体１００に対して着脱可能に構成されている。また、図示しないプロセスカートリッジの交換を検出する手段を有し、初期化動作時に装填状態を検知している。
【００２６】
また、各感光体ドラム１に対向する位置には転写材搬送ベルト（無端ベルト）１１を挟んで該転写材搬送ベルト１１により担持搬送される転写材Ｓに感光体ドラム１の表面に形成されたトナー画像を転写する転写手段となる転写ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ（以下、単に「転写ローラ１２」という）が配置されている。
【００２７】
駆動部は、機械左側手前に位置し、略垂直方向に並んだ４色のプロセスカートリッジに回転駆動力を与える。各プロセスカートリッジには、感光体ドラム１、現像手段４、クリーニング手段６等が含まれ、これら全ての駆動力を供給することになる。
【００２８】
カートリッジは、各色独立で脱着可能であるため、駆動伝達部も各色独立で略垂直方向に並んだ構成となっており、回転精度が要求される感光体ドラム１に直接伝達するが、その他の駆動、例えば現像手段４やクリーニング手段６の駆動を別系列で伝達してもよい。カートリッジに供給された駆動力は、カートリッジ内の駆動系で各要素に分配される。
【００２９】
駆動手段の内部には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジを駆動するための歯車１８と、歯車と一体となって回転する軸部３２ａと、軸部と一体となって回転しプロセスカートリッジに回転駆動力を伝達するカップリング部３３と、感光体ドラム１と同心に固定されたドラム軸２２に嵌合して、位置を決めるための位置決め穴３４が一体で構成されている。この一体構成部品は樹脂成形品とすることができる。
【００３０】
図２に示すように、軸部３２ａは本体側に設置されたシリンダ軸受け部３５により、歯車根元近傍の軸部３２ａのみ必要な精度で、回転直動自由に支持されているが、カップリング部３３周辺は、前記位置決め穴３４が、後述するドラム軸２２に嵌合することにより定まる、軸位置と相反することがない程度に広く、かつカップリングが係合する際に支障にならない程度に支持できるクリアランスを設けている。
【００３１】
シリンダ軸受部３５とドラム軸２２の位置精度により歯車軸に傾きが生じるが、歯車根元近傍の軸部３２ａから位置決め穴３４までの距離を十分に長くとることにより実害が無いようにしている。
【００３２】
前記歯車１８と一体部品は、軸方向に移動可能で、板バネ３７により感光体ドラム１の方向に押圧されている。
【００３３】
感光体ドラム１には、該感光体ドラム１と一体で回転するドラム軸２２が平行ピン２５を用いて固定されており、ドラム軸２２は、軸受３８を介して機械本体に正確に位置決めされている。
【００３４】
また、ドラム軸２２の端部には非駆動側（従動側）カップリング３６が固定され、駆動側（主動側）カップリング３３と噛み合い、回転駆動力が伝達される。
【００３５】
駆動側カップリングと非駆動側カップリングは、図２（ａ），（ｂ）に示すように、三角螺旋形状のカップリングとなっており、所定の方向に駆動すると両者が必ず噛み合う構成となっている。
【００３６】
図３において、夫々の感光体ドラム１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ（以下感光体ドラム１）専用に設けたモータ４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋ（以下モータ４１）により、感光体ドラム１に係合する歯車１８を経て感光体ドラム１を駆動する。
【００３７】
歯車１８の歯３１には、位相を検出するためのターゲットが設けてあり、光学式あるいは磁気式の位相検出装置（４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋ）４２により１回転に１回の位相信号を検出することができる。
【００３８】
また、転写材搬送ベルト１１上に対向するように画像検出センサ４４が設けてあり、転写材搬送ベルト１１上の画像を光学的に検出することができる。
【００３９】
本実施例の構成においては、角速度ムラの主成分は、感光体ドラム１の１回転周期だけとなるため、感光体ドラム１上に等時間間隔で作像したパターンを転写材搬送ベルト１１に転写し、画像検出センサで読み込み、パターン間隔の累積の変動成分を求めると、図４のような正弦波形が得られる。
【００４０】
図４において、横軸は、画像先端からの距離、縦軸が位置ずれ量を表す。
【００４１】
４色の位相関係を求めるには、各色の作像開始タイミングを管理しながら１色ずつ作像して検出し、正弦波形を求め、前記開始タイミング間隔により補正して比較する等の処理を行えばよい。
【００４２】
また、図４に示すように、Ｂｋを基準とした場合、Ｙ色を距離ｙだけ画像先端側にずらせばＢｋ色との相対的な色ずれを減少させることができる。同様に、Ｍ色は距離ｍ、Ｃ色は距離ｃずらせばよい。ただし、この位相検知には所定の時間を必要とするため、頻繁に行うと画像形成時間のロスを生じてしまう。
【００４３】
そこで、感光体ドラム１を回転させる歯車１８の位相を検出する位相検出装置４２を利用し、通常はこの位相情報をもとに制御を行う。
【００４４】
位相検出装置４２が検出した位相波形が、図５に示すような状態であるとき、図４における距離ｙに相当の時間ｙ′だけ早く回すようにＹ色の歯車１８ｙの位相を制御すれば、Ｂｋ色とＹ色の相対的な色ずれは減少する。同様に、Ｍ色の歯車１８ｍは距離ｍに相当の時間ｍ′早く、Ｃ色の歯車１８ｃは距離ｃに相当の時間ｃ′早く回すように位相制御すればよい。
【００４５】
位相の制御は、モータ４１の速度を調整することにより行うことができる。
【００４６】
このような位相制御を行い、前述の位相関係を求めると、図６のようになり、相対的な色ずれを、およそ１／２以下に低減することができる。
【００４７】
以下、本発明に係る実施例１の動作について説明する。
【００４８】
転写材搬送ベルト１１に、図７に示す様な位置ずれ検出用パターンを形成し、転写材搬送ベルト１１の両サイドに設けられた画像検出センサ４４で読取り、各色の位置ずれ量を検出する。
【００４９】
図７は、用紙搬送方向の位置ずれ量を検出する為のパターンで、この例では片側に基準色ａ（以下Ｂｋ：ブラック）、もう一方に検出色ｂ（以下Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンダ、Ｃ：シアン）を示す。ａ１〜ａ１９，ｂ１〜ｂ１９は各パターンの検出タイミングを示す。矢印は転写材搬送ベルト１１の搬送方向を示す。
【００５０】
前記位置ずれ検出用パターンは基準色、検出色を搬送方向に対して等しい位置に配置しているため、転写材搬送ベルト１１に起因する速度むらの影響を受けにくくなる。
【００５１】
図８に示すように、前記位置ずれ検出用パターンのピッチを感光体ドラム１以外の駆動むらの整数倍にすることで、キャンセルすることができる。
【００５２】
基準色の回転位相を固定し、基準色に対しての検出色の回転位相を、或る所定の角度ごとにずらして検出していき、上述の検出を繰り返し行うことで、基準色に対する測定色の回転位相と振幅の関係が、図９に示されるような波形が得られ、各色の最適位相の判断が容易にできる。
【００５３】
図９において、縦軸に基準色に対する検出色の位置ずれ量の振幅、横軸に基準色に対する検出色の回転位相を示している。上記位置ずれ検出用パターン基準色に対する検出色の感光体ドラム１の位置ずれ量の振幅は、
で表される。
【００５４】
更に、基準色に対する検出色の感光体ドラム１の回転位相を粗く角度調整し、その後細かく調整していき、時間を短縮する方法がある。本実施例では、まず基準位相に対して１２０°おきに、位置ずれパターンを検出する。前記検出結果を利用し、位置ずれ量の振幅の小さい位相角の間の角度を検出する。また、前記検出結果を利用し、また位置ずれ量の振幅の小さい位相角の間を測定し、最後に位置ずれ量の振幅の最小となる角度を最適位相としている。前記位相検出結果をモータ４１の回転位相制御にフィードバックすることで、色ずれを低減することができる。
【００５５】
転写材搬送ベルト１１に起因する以外の速度むらが複数ある場合においては、以下の式のように位置ずれ検出用パターンのピッチ・移動平均処理を行うことで、感光体ドラム１の速度むらの抽出を容易に検出することができる。
【００５６】
【００５７】
次に、図１０を用いて実施例２の形態について説明する。
【００５８】
図１０は、本発明に係る実施例２における画像形成装置の構成を示す断面説明図である。なお、前述の実施例１と同様の構成部分については説明を省略する。
【００５９】
本実施例では、図１０に示すように、水平方向に並設された複数の像担持体となる感光体ドラム１に対向して該感光体ドラム１の表面に形成されたトナー画像が一次転写される中間転写体となる中間転写ベルト５４が駆動ローラ及び従動ローラ、により張架されており、該中間転写ベルト５４を挟んで従動ローラに対向する位置に二次転写手段５５が配置されている。
【００６０】
前述の実施例１の形態と同様にして、各感光体ドラム１に形成されたトナー画像は、転写手段５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ（以下、単に「転写手段５６」という）の作用により中間転写ベルト５４に一次転写される。
【００６１】
一方、給紙カセット５０からピックアップローラ５１により繰り出された転写材Ｓは、図示しない分離手段により１枚ずつ分離給送された後、搬送ローラ対５２によりレジストローラ対５３に送られ、該レジストローラ対５３により、所定のタイミングで中間転写ベルト５４と二次転写手段５５との間に搬送され、該二次転写手段５５の作用により中間転写ベルト５４に一次転写されたトナー画像が二次転写される。
【００６２】
トナー画像が転写された転写材Ｓは、定着手段２１によりトナー画像が定着された後、排出ローラ対５７により搬送されて、装置本体２００の上部に設けられた排出トレイ２４上に排出される。
【００６３】
本実施例２の形態においても、前述の実施例１の形態と同様な効果を得ることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、容易に感光体ドラムの角速度ムラを検出することができ、夫々の像担持体（感光体ドラム）の回転位相を調整するという簡単な方法で色ずれを大幅に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施例１におけるカラー画像形成装置の要部構成を示す縦断面図
【図２】 （ａ）は、感光体ドラムの駆動部／駆動伝達部の要部構成を示す斜視図、（ｂ）は、感光体ドラムの駆動部／駆動伝達部の要部構成を示す断面図
【図３】 感光体ドラムの駆動部と制御系の要部構成を示す説明図
【図４】 制御前の各色の色ずれの状態を表した説明図
【図５】 感光体ドラムを回転駆動する歯車の位相を検出した信号の状態を表す説明図
【図６】 感光体ドラムの位相制御後の各色の色ずれを解消した状態を表した説明図
【図７】 位置ずれ検出用パターン及びその配置例を表す説明図
【図８】 （ａ）、（ｂ）は、感光体ドラム以外の駆動むらをキャンセルしたときの基準色に対する位置ずれ量を表した説明図
【図９】 感光体ドラムの回転位相を変化させたときの位置ずれ振幅の変化を表した説明図
【図１０】 本発明に係る実施例２におけるカラー画像形成装置の形態の要部構成を示す断面図
【符号の説明】
１ 感光体ドラム（像担持体）
３ 一次帯電器
４ 露光手段
５ 現像手段
６ クリーニング手段
７ プロセスカートリッジ
１１ 転写材搬送ベルト（搬送手段、無端ベルト）
１８ 歯車
２１ 定着手段
２２ ドラム軸
２４ 排出トレイ
３３ カップリング（第２の係合部材）
３６ カップリング（第１の係合部材）
４２ 位相検出装置
４４ 画像検出センサ
５０ 給紙カセット
５１ ピックアップローラ
５２ 搬送ローラ
５３ レジストローラ
５４ 中間転写ベルト
５５ 二次転写手段
５６ 転写手段
Ｓ 記録材（転写材）
本発明は、カラー複写機やカラープリンタ等のカラー画像形成装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から複数の像坦持体を形成する感光体ドラムを一列に並べた所謂インライン方式と称するカラー画像形成装置がある。これは、複数のローラで張架された静電転写ベルトにより転写材を担持搬送しつつ、転写材の搬送路に沿って配置された４個の感光体ドラムにより、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックからなるトナー画像をシート上に順次転写し、各色の重ね合わせによりカラー画像を形成するものである。
【０００３】
この構成は、プリントを高速に行うことができるため近年注目されている。
【０００４】
しかしながら、４個の感光体ドラムにより夫々の色が形成されるため、１つの感光体ドラムに対して各色毎に４つの搬送パスを経由して色を重ねる構成（以下、単に「４パス方式」という）のカラー画像形成装置に比べて、感光体ドラムの回転駆動に関してはより一層の精度が要求される。
【０００５】
即ち、一般に感光体ドラムの駆動には歯車列が採用されており、歯車１回転成分等の低い周波数の回転ムラが必ず発生するが、４パス方式の場合、駆動歯車列の減速比を整数の組み合わせとすることで歯車の累積ピッチ誤差等を回避し、各色の作像位置を合わせることが可能である。
【０００６】
しかしながら、インライン方式の場合、複数の感光体ドラムが独立しているため、駆動歯車列も独立となり、前述した４パス方式のような回避策が困難であり、各色の作像位置が、ずれることによる色ずれという画像品質の低下が生じ易い。
【０００７】
従来、色ずれの対策として、感光体ドラムの角速度を検出したり、転写材に転写した画像を読み込んだりして速度ムラを検出し、速度ムラを相殺するようにモータの回転を制御する対策や、特開平９−１４６３２９号公報、特開平１０−３３３３９８号公報等に開示されているように、夫々の感光体ドラムの回転位相を望ましい状態に合わせることにより相対的な色ずれを減少させる方策が講じられていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来例においては、感光体ドラムを形成する像担持体の駆動が複数の歯車を介する減速系であり、速度ムラには感光体ドラム１回転周期の成分の他に、中間歯車の１回転周期の成分等が含まれる複雑な速度波形となる。そのため、高精度な速度ムラ検出手段やモータ制御が必要となり、感光体ドラムの位相を合わせても、中間歯車の影響等が残り、像担持体１回転周期の駆動むらを検出するには、積分などの複雑な演算処理を行わなければならず、ＣＰＵやメモリの負担が大きかった。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みて成されたもので、容易に像担持体（感光体ドラム）の角速度ムラを検出することができ、夫々の像担持体の回転位相を調整できるという簡単な方法で色ずれを大幅に減少させ得るカラー画像形成装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【００１１】
（１）トナー画像が形成される像担持体及び前記像担持体に形成されたトナー画像を転写材担持体に担持される転写材に転写する転写手段を含む像形成手段を各色に対応して複数有し、前記複数の像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整することにより各色の画像間の位置ずれを補正するカラー画像形成装置であって、前記転写材担持体に、基準となる色の第１のパターンと前記基準となる色の比較対象となる色の第２のパターンとを、前記第１のパターン及び前記第２のパターンが副走査において同一の位置となるように、第１像形成手段及び第２像形成手段の夫々に形成させるパターン形成手段と、前記転写材担持体に形成された前記第１及び第２のパターンを検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づき、前記第１像形成手段により形成された第１のパターンと、前記第２像形成手段により形成された第２のパターンとの位置ずれ量を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づき、前記第１及び第２像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整する回転位相調整手段と、を有し、前記検出手段は、前記第１像形成手段の像担持体の位相角に対する前記第２像形成手段の像担持体の回転位相について、複数通りの条件で形成された前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出し、前記演算手段は、前記複数通りの条件で形成された前記第１のパターンと前記第２のパターンとの検出結果に基づき、前記位置ずれ量を演算することを特徴とするカラー画像形成装置。
（２）トナー画像が形成される像担持体を含む像形成手段を各色に対応して複数有し、前記複数の像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整することにより各色の画像間の位置ずれを補正するカラー画像形成装置であって、基準となる色の第１のパターンと前記基準となる色の比較対象となる色の第２のパターンとを、前記第１のパターン及び前記第２のパターンが副走査において同一の位置となるように、第１像形成手段及び第２像形成手段の夫々に形成させるパターン形成手段と、前記パターン形成手段により形成された前記第１及び第２のパターンを検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づき、前記基準となる色で形成された第１のパターンと、前記比較対象となる色で形成された第２のパターンとの位置ずれ量を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づき、前記第１及び第２像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整する回転位相調整手段と、を有し、前記検出手段は、前記第１像形成手段の像担持体の位相角に対する前記第２像形成手段の像担持体の回転位相について、複数通りの条件で形成された前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出し、前記演算手段は、前記複数通りの条件で形成された前記第１のパターンと前記第２のパターンとの検出結果に基づき、前記位置ずれ量を演算することを特徴とするカラー画像形成装置。
（３）トナー画像が形成される像担持体を含む像形成手段を各色に対応して複数有し、前記複数の像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整することにより各色の画像間の位置ずれを補正するカラー画像形成装置の制御方法であって、基準となる色の第１のパターンと、前記基準となる色の比較対象となる色の第２のパターンとを、前記第１のパターン及び前記第２のパターンが副走査において同一の位置となるように、第１像形成手段及び第２像形成手段の夫々に形成させるパターン形成工程と、前記パターン形成工程において形成された前記第１及び第２のパターンを検出する検出工程と、前記検出工程における検出結果に基づき、前記基準となる色で形成された第１のパターンと、前記比較対象となる色で形成された第２のパターンとの位置ずれ量を演算する演算工程と、前記演算工程における演算結果に基づき、前記第１及び第２像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整する回転位相調整工程と、を含み、前記検出工程では、前記第１像形成手段の像担持体の位相角に対する前記第２像形成手段の像担持体の回転位相について複数通りの条件で形成された前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出し、前記演算工程では、前記複数通りの条件で形成された前記第１のパターンと前記第２のパターンとの検出結果に基づき前記位置ずれ量を演算することを特徴とするカラー画像形成装置の制御方法。
【００１７】
即ち、本発明の構成によれば、無端ベルト上に形成された位置ずれ検出用パターンを、紙搬送方向に対して、基準色パターンと対称となる等しい位置に配置し、基準色に対しての検出色の位置ずれ量を検出しているため、前記無端ベルトに起因する駆動むらを除去することができる。
【００１８】
また、前記無端状ベルトに起因する駆動むら以外にも感光体ドラムや現像器を駆動するモータや歯車の１回転また１歯成分等、検出精度を悪化させる要因がある。これらの要因を除去するために、位置ずれ検出用パターンのピッチを前記駆動むらの要因の整数倍にし、さらに移動平均化処理を組み合わせて行うことにより、より検出精度を向上させることができる。上記検出結果により算出された基準色に対する検出色の位置ずれ量の振幅と位相情報の簡単な情報のみで位相調整を実行することができ、色ずれを低減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
（１）光学部と像坦持体等を有する複数の画像形成部と、前記複数の画像形成部を順次通過する無端ベルトを形成する搬送手段上、又は、該搬送手段上に載置／搬送される記録材上に、形成された画像を転写する複数の転写手段と、前記搬送手段上に位置ずれ検出用のパターンを形成するパターン形成手段と、前記搬送手段上に形成された位置ずれ検出用のパターンを検出する位置ずれ検出手段と、前記像担持体の回転位相を調整する位相調整手段と、を有するカラー画像形成装置であって、前記位置ずれ検出手段は、１つの検出部で基準色を、他の検出部で検出色を同時に検出できるように検出用パターンを配置し、前記位置ずれ検出用パターンの検出を行い、この検出結果から、基準色に対する検出色の位置ずれ量を演算する演算手段を備えたカラー画像形成装置。
（２）前項（１）に記載のカラー画像形成装置において、前記位相調整手段は、基準色に対して像坦持体の回転位相を固定し、基準色に対する検出色に対して像担持体の回転位相を所定の角度ごとに調整し、基準色に対する検出色の位置ずれ量を像担持体の駆動むらの少なくとも１周以上を検出サイクルとし、これらの位置ずれ量の振幅と検出角度情報を基に、振幅が最小となる回転位相を最適位相と判断し、像担持体の回転位相を最適位相と判断された位相関係に調整するカラー画像形成装置。
（３）前項（１）に記載のカラー画像形成装置において、前記位相調整手段は、基準色に対する像担持体の回転位相を粗調整し、各位相の位置ずれ検出を行い、粗調整検出結果を利用し、粗調整より細かく回転位相を調整し、各位相の位置ずれ検出を行い、最適位相を検出するカラー画像形成装置。
（４）前項（１）に記載のカラー画像形成装置において、前記位置ずれ検出用パターンは、ライン間ピッチを像担持体及び現像駆動を回転させているモータ及び歯車に起因する駆動むら周期の整数倍に配置しているカラー画像形成装置。
（５）前項（１）に記載のカラー画像形成装置において、前記位置ずれ検出用パターンは、移動平均化処理をするピッチを像担持体及び現像駆動を回転させているモータ及び歯車に起因する駆動むら周期の整数倍になるように構成したカラー画像形成装置。
（６）光学部と像坦持体等を有する複数の画像形成部と、前記複数の画像形成部を順次通過する無端ベルトを形成する搬送手段上、又は、該搬送手段上に載置／搬送される記録材上に、形成された画像を転写する複数の転写手段と、前記搬送手段上に位置ずれ検出用のパターンを形成するパターン形成手段と、前記搬送手段上に形成された位置ずれ検出用のパターンを検出する位置ずれ検出手段と、前記像担持体の回転位相を調整する位相調整手段と、を有するカラー画像形成装置の画質調整システムであって、前記位置ずれ検出手段は、１つの検出部で基準色を、他の検出部で検出色を同時に検出できるように検出用パターンを配置し、前記位置ずれ検出用パターンの検出を行い、この検出結果から、基準色に対する検出色の位置ずれ量を演算する演算手段を備え、前記位相調整手段は、基準色に対して像坦持体の回転位相を固定し、基準色に対する検出色に対して像担持体の回転位相を所定の角度ごとに調整し、基準色に対する検出色の位置ずれ量を像担持体の駆動むらの少なくとも１周以上を検出サイクルとし、これらの位置ずれ量の振幅と検出角度情報を基に、振幅が最小となる回転位相を最適位相と判断し、像担持体の回転位相を最適位相と判断された位相関係に調整し、また基準色に対する像担持体の回転位相を粗調整し、各位相の位置ずれ検出を行い、粗調整検出結果を利用して粗調整より細かく回転位相を調整すると共に、各位相の位置ずれ検出を行って最適位相を検出し、またライン間ピッチを像担持体及び現像駆動を回転させているモータ及び歯車に起因する駆動むら周期の整数倍に配置し、また移動平均化処理をするピッチを像担持体及び現像駆動を回転させているモータ及び歯車に起因する駆動むら周期の整数倍になるように構成したカラー画像形成装置の画質調整システム。
即ち、本発明の構成によれば、無端ベルト上に形成された位置ずれ検出用パターンを、紙搬送方向に対して、基準色パターンと対称となる等しい位置に配置し、基準色に対して の検出色の位置ずれ量を検出しているため、前記無端ベルトに起因する駆動むらを除去することができる。
また、前記無端状ベルトに起因する駆動むら以外にも感光体ドラムや現像器を駆動するモータや歯車の１回転また１歯成分等、検出精度を悪化させる要因がある。これらの要因を除去するために、位置ずれ検出用パターンのピッチを前記駆動むらの要因の整数倍にし、さらに移動平均化処理を組み合わせて行うことにより、より検出精度を向上させることができる。上記検出結果により算出された基準色に対する検出色の位置ずれ量の振幅と位相情報の簡単な情報のみで位相調整を実行することができ、色ずれを低減することができる。
以下に、本発明に係るカラー画像形成装置及びその制御方法の実施の形態を説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る実施例１におけるカラー画像形成装置の要部構成を示す縦断面図、図２（ａ）は、感光体ドラムの駆動部／駆動伝達部の要部構成を示す斜視図、（ｂ）は、感光体ドラムの駆動部／駆動伝達部の要部構成を示す断面図、図３は、感光体ドラムの駆動部と制御系の要部構成を示す説明図、図４は、制御前の各色の色ずれの状態を表した説明図、図５は、感光体ドラムを回転駆動する歯車の位相を検出した信号の状態を表す説明図、図６は、感光体ドラムの位相制御後の各色の色ずれを解消した状態を表した説明図、図７は、位置ずれ検出用パターン及びその配置例を表す説明図、図８（ａ）、（ｂ）は、感光体ドラム以外の駆動むらをキャンセルしたときの基準色に対する位置ずれ量を表した説明図、図９は、感光体ドラムの回転位相を変化させたときの位置ずれ振幅の変化を表した説明図、図１０は、本発明に係る実施例２におけるカラー画像形成装置の形態の要部構成を示す断面図である。
【００２１】
（実施例１）
図１において、カラー画像形成装置１００は、図１の上下方向に直線状に並設された像担持体となるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の４個の電子写真感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ（以下、単に「感光体ドラム１」という）を備えており、各感光体ドラム１に対向して静電吸着により転写材Ｓを吸着して担持搬送する転写材担持体となる転写材搬送ベルト（無端ベルト）１１が配置されている。
【００２２】
夫々の感光体ドラム１は、該感光体ドラム１の回転軸となるドラム軸に固定された、詳しくは後述する第１の係合部材となるカップリング３６と該カップリング３６に係合して連結される第２の係合部材となるカップリング３３側の歯車１８に駆動源となる図示しない駆動モータから回転駆動力が伝達されて図１の反時計方向に回転駆動される（図２（ａ）、（ｂ）参照）。
【００２３】
各感光体ドラム１の周囲には、その回転方向上流側から順に、感光体ドラム１の表面を均一に帯電するための帯電手段となる一次帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ（以下、単に「一次帯電器３」という）が配され、一次帯電器３により一様に帯電された感光体ドラム１の表面に画像情報に基づいてレーザビームを照射して静電潜像を形成する露光手段４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ（以下、単に「露光手段４」という）が配置されている。
【００２４】
さらには、静電潜像が形成された感光体ドラム１の表面に各色のトナーを付着させてトナー画像として顕像化する現像手段５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ（以下、単に「現像手段５」という）、転写後の感光体ドラム１の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ（以下、単に「クリーニング手段６」という）が配置されている。
【００２５】
感光体ドラム１と一次帯電器３、現像手段５及びクリーニング手段６は一体的にカートリッジ化されたプロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ（以下、単に「プロセスカートリッジ７」という）として装置本体１００に対して着脱可能に構成されている。また、図示しないプロセスカートリッジの交換を検出する手段を有し、初期化動作時に装填状態を検知している。
【００２６】
また、各感光体ドラム１に対向する位置には転写材搬送ベルト（無端ベルト）１１を挟んで該転写材搬送ベルト１１により担持搬送される転写材Ｓに感光体ドラム１の表面に形成されたトナー画像を転写する転写手段となる転写ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ（以下、単に「転写ローラ１２」という）が配置されている。
【００２７】
駆動部は、機械左側手前に位置し、略垂直方向に並んだ４色のプロセスカートリッジに回転駆動力を与える。各プロセスカートリッジには、感光体ドラム１、現像手段４、クリーニング手段６等が含まれ、これら全ての駆動力を供給することになる。
【００２８】
カートリッジは、各色独立で脱着可能であるため、駆動伝達部も各色独立で略垂直方向に並んだ構成となっており、回転精度が要求される感光体ドラム１に直接伝達するが、その他の駆動、例えば現像手段４やクリーニング手段６の駆動を別系列で伝達してもよい。カートリッジに供給された駆動力は、カートリッジ内の駆動系で各要素に分配される。
【００２９】
駆動手段の内部には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジを駆動するための歯車１８と、歯車と一体となって回転する軸部３２ａと、軸部と一体となって回転しプロセスカートリッジに回転駆動力を伝達するカップリング部３３と、感光体ドラム１と同心に固定されたドラム軸２２に嵌合して、位置を決めるための位置決め穴３４が一体で構成されている。この一体構成部品は樹脂成形品とすることができる。
【００３０】
図２に示すように、軸部３２ａは本体側に設置されたシリンダ軸受け部３５により、歯車根元近傍の軸部３２ａのみ必要な精度で、回転直動自由に支持されているが、カップリング部３３周辺は、前記位置決め穴３４が、後述するドラム軸２２に嵌合することにより定まる、軸位置と相反することがない程度に広く、かつカップリングが係合する際に支障にならない程度に支持できるクリアランスを設けている。
【００３１】
シリンダ軸受部３５とドラム軸２２の位置精度により歯車軸に傾きが生じるが、歯車根元近傍の軸部３２ａから位置決め穴３４までの距離を十分に長くとることにより実害が無いようにしている。
【００３２】
前記歯車１８と一体部品は、軸方向に移動可能で、板バネ３７により感光体ドラム１の方向に押圧されている。
【００３３】
感光体ドラム１には、該感光体ドラム１と一体で回転するドラム軸２２が平行ピン２５を用いて固定されており、ドラム軸２２は、軸受３８を介して機械本体に正確に位置決めされている。
【００３４】
また、ドラム軸２２の端部には非駆動側（従動側）カップリング３６が固定され、駆動側（主動側）カップリング３３と噛み合い、回転駆動力が伝達される。
【００３５】
駆動側カップリングと非駆動側カップリングは、図２（ａ），（ｂ）に示すように、三角螺旋形状のカップリングとなっており、所定の方向に駆動すると両者が必ず噛み合う構成となっている。
【００３６】
図３において、夫々の感光体ドラム１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ（以下感光体ドラム１）専用に設けたモータ４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋ（以下モータ４１）により、感光体ドラム１に係合する歯車１８を経て感光体ドラム１を駆動する。
【００３７】
歯車１８の歯３１には、位相を検出するためのターゲットが設けてあり、光学式あるいは磁気式の位相検出装置（４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋ）４２により１回転に１回の位相信号を検出することができる。
【００３８】
また、転写材搬送ベルト１１上に対向するように画像検出センサ４４が設けてあり、転写材搬送ベルト１１上の画像を光学的に検出することができる。
【００３９】
本実施例の構成においては、角速度ムラの主成分は、感光体ドラム１の１回転周期だけとなるため、感光体ドラム１上に等時間間隔で作像したパターンを転写材搬送ベルト１１に転写し、画像検出センサで読み込み、パターン間隔の累積の変動成分を求めると、図４のような正弦波形が得られる。
【００４０】
図４において、横軸は、画像先端からの距離、縦軸が位置ずれ量を表す。
【００４１】
４色の位相関係を求めるには、各色の作像開始タイミングを管理しながら１色ずつ作像して検出し、正弦波形を求め、前記開始タイミング間隔により補正して比較する等の処理を行えばよい。
【００４２】
また、図４に示すように、Ｂｋを基準とした場合、Ｙ色を距離ｙだけ画像先端側にずらせばＢｋ色との相対的な色ずれを減少させることができる。同様に、Ｍ色は距離ｍ、Ｃ色は距離ｃずらせばよい。ただし、この位相検知には所定の時間を必要とするため、頻繁に行うと画像形成時間のロスを生じてしまう。
【００４３】
そこで、感光体ドラム１を回転させる歯車１８の位相を検出する位相検出装置４２を利用し、通常はこの位相情報をもとに制御を行う。
【００４４】
位相検出装置４２が検出した位相波形が、図５に示すような状態であるとき、図４における距離ｙに相当の時間ｙ′だけ早く回すようにＹ色の歯車１８ｙの位相を制御すれば、Ｂｋ色とＹ色の相対的な色ずれは減少する。同様に、Ｍ色の歯車１８ｍは距離ｍに相当の時間ｍ′早く、Ｃ色の歯車１８ｃは距離ｃに相当の時間ｃ′早く回すように位相制御すればよい。
【００４５】
位相の制御は、モータ４１の速度を調整することにより行うことができる。
【００４６】
このような位相制御を行い、前述の位相関係を求めると、図６のようになり、相対的な色ずれを、およそ１／２以下に低減することができる。
【００４７】
以下、本発明に係る実施例１の動作について説明する。
【００４８】
転写材搬送ベルト１１に、図７に示す様な位置ずれ検出用パターンを形成し、転写材搬送ベルト１１の両サイドに設けられた画像検出センサ４４で読取り、各色の位置ずれ量を検出する。
【００４９】
図７は、用紙搬送方向の位置ずれ量を検出する為のパターンで、この例では片側に基準色ａ（以下Ｂｋ：ブラック）、もう一方に検出色ｂ（以下Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンダ、Ｃ：シアン）を示す。ａ１〜ａ１９，ｂ１〜ｂ１９は各パターンの検出タイミングを示す。矢印は転写材搬送ベルト１１の搬送方向を示す。
【００５０】
前記位置ずれ検出用パターンは基準色、検出色を搬送方向に対して等しい位置に配置しているため、転写材搬送ベルト１１に起因する速度むらの影響を受けにくくなる。
【００５１】
図８に示すように、前記位置ずれ検出用パターンのピッチを感光体ドラム１以外の駆動むらの整数倍にすることで、キャンセルすることができる。
【００５２】
基準色の回転位相を固定し、基準色に対しての検出色の回転位相を、或る所定の角度ごとにずらして検出していき、上述の検出を繰り返し行うことで、基準色に対する測定色の回転位相と振幅の関係が、図９に示されるような波形が得られ、各色の最適位相の判断が容易にできる。
【００５３】
図９において、縦軸に基準色に対する検出色の位置ずれ量の振幅、横軸に基準色に対する検出色の回転位相を示している。上記位置ずれ検出用パターン基準色に対する検出色の感光体ドラム１の位置ずれ量の振幅は、
【００５４】
更に、基準色に対する検出色の感光体ドラム１の回転位相を粗く角度調整し、その後細かく調整していき、時間を短縮する方法がある。本実施例では、まず基準位相に対して１２０°おきに、位置ずれパターンを検出する。前記検出結果を利用し、位置ずれ量の振幅の小さい位相角の間の角度を検出する。また、前記検出結果を利用し、また位置ずれ量の振幅の小さい位相角の間を測定し、最後に位置ずれ量の振幅の最小となる角度を最適位相としている。前記位相検出結果をモータ４１の回転位相制御にフィードバックすることで、色ずれを低減することができる。
【００５５】
転写材搬送ベルト１１に起因する以外の速度むらが複数ある場合においては、以下の式のように位置ずれ検出用パターンのピッチ・移動平均処理を行うことで、感光体ドラム１の速度むらの抽出を容易に検出することができる。
【００５６】
次に、図１０を用いて実施例２の形態について説明する。
【００５８】
図１０は、本発明に係る実施例２における画像形成装置の構成を示す断面説明図である。なお、前述の実施例１と同様の構成部分については説明を省略する。
【００５９】
本実施例では、図１０に示すように、水平方向に並設された複数の像担持体となる感光体ドラム１に対向して該感光体ドラム１の表面に形成されたトナー画像が一次転写される中間転写体となる中間転写ベルト５４が駆動ローラ及び従動ローラ、により張架されており、該中間転写ベルト５４を挟んで従動ローラに対向する位置に二次転写手段５５が配置されている。
【００６０】
前述の実施例１の形態と同様にして、各感光体ドラム１に形成されたトナー画像は、転写手段５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ（以下、単に「転写手段５６」という）の作用により中間転写ベルト５４に一次転写される。
【００６１】
一方、給紙カセット５０からピックアップローラ５１により繰り出された転写材Ｓは、図示しない分離手段により１枚ずつ分離給送された後、搬送ローラ対５２によりレジストローラ対５３に送られ、該レジストローラ対５３により、所定のタイミングで中間転写ベルト５４と二次転写手段５５との間に搬送され、該二次転写手段５５の作用により中間転写ベルト５４に一次転写されたトナー画像が二次転写される。
【００６２】
トナー画像が転写された転写材Ｓは、定着手段２１によりトナー画像が定着された後、排出ローラ対５７により搬送されて、装置本体２００の上部に設けられた排出トレイ２４上に排出される。
【００６３】
本実施例２の形態においても、前述の実施例１の形態と同様な効果を得ることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、容易に感光体ドラムの角速度ムラを検出することができ、夫々の像担持体（感光体ドラム）の回転位相を調整するという簡単な方法で色ずれを大幅に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施例１におけるカラー画像形成装置の要部構成を示す縦断面図
【図２】 （ａ）は、感光体ドラムの駆動部／駆動伝達部の要部構成を示す斜視図、（ｂ）は、感光体ドラムの駆動部／駆動伝達部の要部構成を示す断面図
【図３】 感光体ドラムの駆動部と制御系の要部構成を示す説明図
【図４】 制御前の各色の色ずれの状態を表した説明図
【図５】 感光体ドラムを回転駆動する歯車の位相を検出した信号の状態を表す説明図
【図６】 感光体ドラムの位相制御後の各色の色ずれを解消した状態を表した説明図
【図７】 位置ずれ検出用パターン及びその配置例を表す説明図
【図８】 （ａ）、（ｂ）は、感光体ドラム以外の駆動むらをキャンセルしたときの基準色に対する位置ずれ量を表した説明図
【図９】 感光体ドラムの回転位相を変化させたときの位置ずれ振幅の変化を表した説明図
【図１０】 本発明に係る実施例２におけるカラー画像形成装置の形態の要部構成を示す断面図
【符号の説明】
１ 感光体ドラム（像担持体）
３ 一次帯電器
４ 露光手段
５ 現像手段
６ クリーニング手段
７ プロセスカートリッジ
１１ 転写材搬送ベルト（搬送手段、無端ベルト）
１８ 歯車
２１ 定着手段
２２ ドラム軸
２４ 排出トレイ
３３ カップリング（第２の係合部材）
３６ カップリング（第１の係合部材）
４２ 位相検出装置
４４ 画像検出センサ
５０ 給紙カセット
５１ ピックアップローラ
５２ 搬送ローラ
５３ レジストローラ
５４ 中間転写ベルト
５５ 二次転写手段
５６ 転写手段
Ｓ 記録材（転写材）
Claims (4)
- トナー画像が形成される像担持体及び前記像担持体に形成されたトナー画像を転写材担持体に担持される転写材に転写する転写手段を含む像形成手段を各色に対応して複数有し、前記複数の像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整することにより各色の画像間の位置ずれを補正するカラー画像形成装置であって、
前記転写材担持体に、基準となる色の第１のパターンと前記基準となる色の比較対象となる色の第２のパターンとを、前記第１のパターン及び前記第２のパターンが副走査において同一の位置となるように、第１像形成手段及び第２像形成手段の夫々に形成させるパターン形成手段と、
前記転写材担持体に形成された前記第１及び第２のパターンを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づき、前記第１像形成手段により形成された第１のパターンと、前記第２像形成手段により形成された第２のパターンとの位置ずれ量を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づき、前記第１及び第２像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整する回転位相調整手段と、を有し、
前記検出手段は、前記第１像形成手段の像担持体の位相角に対する前記第２像形成手段の像担持体の回転位相について、複数通りの条件で形成された前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出し、前記演算手段は、前記複数通りの条件で形成された前記第１のパターンと前記第２のパターンとの検出結果に基づき、前記位置ずれ量を演算することを特徴とするカラー画像形成装置。 - トナー画像が形成される像担持体を含む像形成手段を各色に対応して複数有し、前記複数の像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整することにより各色の画像間の位置ずれを補正するカラー画像形成装置であって、
基準となる色の第１のパターンと前記基準となる色の比較対象となる色の第２のパターンとを、前記第１のパターン及び前記第２のパターンが副走査において同一の位置となるように、第１像形成手段及び第２像形成手段の夫々に形成させるパターン形成手段と、
前記パターン形成手段により形成された前記第１及び第２のパターンを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づき、前記基準となる色で形成された第１のパターンと、前記比較対象となる色で形成された第２のパターンとの位置ずれ量を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づき、前記第１及び第２像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整する回転位相調整手段と、を有し、
前記検出手段は、前記第１像形成手段の像担持体の位相角に対する前記第２像形成手段の像担持体の回転位相について、複数通りの条件で形成された前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出し、前記演算手段は、前記複数通りの条件で形成された前記第１のパターンと前記第２のパターンとの検出結果に基づき、前記位置ずれ量を演算することを特徴とするカラー画像形成装置。 - 前記像形成手段は、前記像担持体にトナー画像を形成するためにトナーを付着させる現像手段を有し、
前記第１及び第２のパターンのピッチは、前記像担持体及び前記転写材担持体に起因する駆動ムラ以外であって、前記現像手段を駆動するためのモータ及び歯車の駆動ムラ周期の整数倍であることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。 - トナー画像が形成される像担持体を含む像形成手段を各色に対応して複数有し、前記複数の像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整することにより各色の画像間の位置ずれを補正するカラー画像形成装置の制御方法であって、
基準となる色の第１のパターンと、前記基準となる色の比較対象となる色の第２のパターンとを、前記第１のパターン及び前記第２のパターンが副走査において同一の位置となるように、第１像形成手段及び第２像形成手段の夫々に形成させるパターン形成工程と、
前記パターン形成工程において形成された前記第１及び第２のパターンを検出する検出工程と、
前記検出工程における検出結果に基づき、前記基準となる色で形成された第１のパターンと、前記比較対象となる色で形成された第２のパターンとの位置ずれ量を演算する演算工程と、
前記演算工程における演算結果に基づき、前記第１及び第２像形成手段における像担持体間の回転位相の関係を調整する回転位相調整工程と、を含み、
前記検出工程では、前記第１像形成手段の像担持体の位相角に対する前記第２像形成手段の像担持体の回転位相について、複数通りの条件で形成された前記第１のパターン及び前記第２のパターンを検出し、前記演算工程では、前記複数通りの条件で形成された前記第１のパターンと前記第２のパターンとの検出結果に基づき前記位置ずれ量を演算することを特徴とするカラー画像形成装置の制御方法。
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